全固废基固化剂对高含水率淤泥土性能的影响研究

为实现对地下工程及海洋工程中的高含水淤泥土的资源化利用,并协同利用大宗固体废弃物,本研究采用活化煤矸石、粉煤灰、矿粉和激发剂等大宗固废制备固化剂,研究了固化剂组成及比例对固化剂工作性和力学性能的影响规律,确定了最优配比为30%活化煤矸石、20%粉煤灰、50%矿粉与激发剂。采用最优配比制备的固化剂可有效固化高含水率(100%)的淤泥,当固化剂掺量从10%提升至15%时,固化土的强度提升幅度最大(28d无侧限抗压强度达1.58MPa),固化后淤泥具有良好的工作性、力学性能和抗渗透性能。

复合固废制备微晶玻璃性能研究

由于微晶玻璃具有多种优良的性能,使其在很多领域得到了广泛的发展应用,同时还有很多潜在的应用价值有待于开发。利用工业矿渣和冶金废渣制备微晶玻璃为固体废弃物的综合利用提供了一条新的途径。煤矸石在各种工业废渣中排放量最大,铁尾矿、高碳铬铁渣在我国工业固体废弃物中也占有很大比重。以廉价的工业固废为主要原料生产高附加值的微晶玻璃可以减少污染、保护生态环境,具有很好的经济和社会效益。文章以煤矸石、铁尾矿、高碳铬铁渣为主要原料,采用烧结法制备堇青石微晶玻璃。利用差热分析仪确定基础玻璃的热处理制度,使用X射线衍射仪及扫描电镜对烧结制品进行物相分析和微观形貌观察,并测定烧结制品的硬度、耐酸碱性、密度和吸水性。研究结果表明,所制备的微晶玻璃主晶相为堇青石,其各项性能表现良好。该研究为工业固废处理提供了有益参考。

煤矸石酸浸除铁及废液利用的实验研究

对六盘水矿区高铁的煤矸石采用低温焙烧后,进行酸浸除铁,获得的优化除铁条件是:用18%的硫酸,固液比为1∶8,在350℃焙烧2 h,在90℃酸浸2.5 h,除铁率达到95%以上,并利用酸浸废液制备了氧化铁红。

高铁煤矸石酸浸液合成氧化铁红的实验研究

以高铁煤矸石为原料,先用硫酸酸浸的方法获得含有铝离子的硫酸铁溶液;采用分步沉淀的方法 ,使Fe3+完全转化为氢氧化铁凝胶而与Al3+分离;再将获得的氢氧化铁凝胶烘干后高温煅烧;最后将煅烧产物磨粉过筛,获得了氧化铁红。确定了合成氧化铁红的工艺条件是:酸浸液中铁离子的浓度为0.31 mol/L;分离Fe3+与Al3+时,氢氧化钠溶液的浓度为1 mol/L,且控制终点pH在3.0左右;干凝胶焙烧温度为800℃,时间为60 min。XRD及化学分析结果表明:所得产物为氧化铁红,符合GB/T 1863—2008《氧化铁颜料》的相关要求。

高铁钛型煤矸石中脱铁富钛试验研究

本文以高铁钛型煤矸石为研究对象,用煤矸石酸浸液脱除高铁钛型煤矸石中的大部分铁,从而实现钛的富集。研究考察了酸浸液酸浓度、反应温度、反应时间、液固比等因素对煤矸石脱铁富钛的影响规律,在单因素实验的基础上进行了正交实验设计,优化了煤矸石脱铁富钛工艺条件。用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、能谱仪(energy dispersive spectroscopy,EDS)手段对煤矸石及其脱铁富钛的物相和微观形貌进行表征。实验结果表明:煤矸石脱铁富钛的最佳工艺条件为:酸浓度10%、水浴温度70℃、反应时间5 h、液固比7∶1,脱铁率达到89.02%,钛富集率为42.94%。该方法不仅提高了酸的利用率,同时为富钛渣提钛创造了有利条件,为煤矸石的高效资源化综合利用提供了一种新工艺技术。

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定高钛渣铁中锰磷钒

以电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定高钛渣铁中Mn,P,V。试验了基体和共存元素干扰情况,优选了元素分析谱线和仪器参数;采用同步背景校正、K系数校正以及基体匹配相结合的方法来消除基体、共存元素的干扰和试液进样雾化的物理化学因素影响。试样分析结果与常规化学法分析结果对照一致。

添加剂对煤基石墨微观结构的影响

以太西无烟煤为原料,分别加入不同质量的二氧化硅、二氧化钛、氧化铁为添加剂,采用高温石墨化处理制备煤基石墨。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、激光共焦拉曼光谱仪(RAMAN)、全自动比表面积和孔径分析仪(BET)等手段表征煤基石墨微观结构。研究表明经2800℃高温热处理后,所得煤基石墨的石墨化度均超过89%,显著改善了无烟煤无序的微晶结构,实现了煤中sp^(2)杂化碳原子有序化重排;在相同的添加剂混入水平下,以二氧化钛为添加剂的煤基石墨的石墨化程度、堆砌高度相对较高,层间距与理想石墨层间距差异最小,碳材料有序度越高;拉曼光谱显示不同添加剂作用下煤基石墨的有序度差异明显,并同步受添加剂用量影响,各添加剂中TXSC3、TXTC2和TXIC3煤基石墨的有序度最高;扫描电镜下发现在3种添加剂条件下,可分别制备出鳞片状,球形以及2种形貌兼具的煤基石墨;各煤基石墨的比表面积和孔径分布数据显示具有相似的低温氮气吸附−脱附等温线。

煤矸石矿物学性质及磁种法磁选除铁钛研究

为提高煤系高岭土煤矸石资源利用率,本文以内蒙准格尔黑岱沟地区的煤矸石为研究对象,对其中蕴含的煤系硬质高岭土进行分选除铁、除钛研究。通过采用X-射线衍射(XRD)谱、X射线荧光(XRF)光谱,扫描电镜(SEM)及显微镜测试从化学成分、微观形貌和矿物组成结构方面对煤矸石进行工艺矿物学分析。实验采用不同磁种对含铁、钛的矿物进行高梯度磁选,单因素实验得出以磁铁矿粉为磁种优于人造铁氧体。通过正交实验表明:磁选电流6 A、给矿记时20 s、矿浆浓度45%为较佳实验条件,此时除铁率为35.63%,除钛率为39.29%。最终产品煅烧后白度为80.96%,达到橡塑工业用煅烧高岭土白度要求。

云南某低品位铝土矿铝硅浮选分离试验研究

云南文山某低品位铝土矿Al_(2)O_(3)及SiO_(2)含量分别为44.35%、10.52%,Fe及TiO_(2)含量分别为13.36%、4.64%,属于高铁高钛、低铝低硅型铝土矿;可回收铝矿物主要以一水硬铝石相态存在,铁矿物主要包括赤铁矿与针铁矿,钛矿物主要以锐钛矿相态存在,脉石矿物主要为高岭石。对该矿石进行了铝硅浮选分离试验研究,重点考察了捕收剂种类与用量、磨矿细度、调整剂用量、抑制剂种类与用量等条件对浮选效果的影响,确定了以改性组合脂肪酸KYB为捕收剂,硅酸钠+GY-3为组合抑制剂,碳酸钠为调整剂的药剂制度。在磨矿细度为-0.074mm占90%的条件下,采用“1粗2精1扫”闭路试验可获得铝精矿Al_(2)O_(3)含量为53.34%、铝硅比为9.79、Al_(2)O_(3)回收率为81.62%的技术指标。研究结果可为开发该类铝土矿资源提供技术支撑及借鉴。

煤矸石充填复垦重构土壤重金属含量高光谱反演

为研究煤矸石充填复垦土壤重金属含量快速有效的监测方法,以淮南创大生态园煤矸石充填复垦田间试验小区为研究区域,首先采用化学方法监测土壤(0~20cm)重金属(Cu,Cr,As)含量,然后采用ASD(analytical spectral devices)FiSpec4型高光谱仪测量土壤样品的反射光谱,提取光谱特征,并对光谱进行一阶微分变换、二阶微分变换及倒数对数变换;将变换后的各光谱特征参数与监测的土壤重金属含量进行相关性分析,并依据相关性分析结果选择显著相关的波段作为相关因子供建模使用。采用多元逐步回归(stepwise multiple liner regression,SMLR)分析、偏最小二乘回归(partial least squares regression,PLSR)及人工神经网络(artificial neural network,ANN)三种方法分别建立基于光谱反射率估算土壤重金属含量的预测模型,并采用回归模型进行精度评定,然后确定各重金属含量的最佳预测模型。实验结果表明,经过微分变换的光谱波段与土壤重金属含量达到了显著相关;重金属Cu和Cr的一阶微分光谱的人工神经网络模型为最佳预测模型,重金属元素As的二阶微分光谱的偏最小二乘回归模型为最佳预测模型。

高铁铝土矿与煤矸石共焙烧实现铁铝分离

高铁铝土矿是一种储量巨大的典型难选铝土矿,而煤矸石是选煤过程中产生的固体废弃物。本研究提出将高铁铝土矿与煤矸石共焙烧回收铁铝的方法。确定共焙烧的最佳条件为焙烧温度750℃、焙烧时间50 min、煤矸石配比40%及磨矿粒度<37μm的占70.55%。焙烧产品经过磁选管磁选,最终能得到总铁品位为55.09%、铁回收率为82.73%的铁精矿和Al_(2)O_(3)含量为21.67%、铝回收率达75.55%的富铝产品。物相分析表明,共焙烧过程能将高铁赤泥中的赤铁矿有效转化为磁铁矿,将一水硬铝石转化为Al_(2)O_(3)。实验表明,高铁铝土矿与煤矸石共焙烧是一种很有应用前景的铁铝回收工艺。

荧光分析法测定铁精粉中高钛量

介绍了X射线荧光光谱测定铁精粉中髙钛量,在没有高钛铁精粉标准物质的情况下,通过自制高钛量铁精粉试样,添加到工作曲线上扩大上限范围来校正曲线,使铁精粉中钛量校正曲线线性范围增宽,线性准确,满足了铁精粉中0.00%～5.00%钛含量测量范围内的分析需求。

鄂西高铁高钛煤系高岭土矿选矿工艺实验研究

以鄂西地区高铁高钛煤系高岭土矿为原料,采用浮选脱硫、强磁选除铁的浮-磁联合流程,选矿除杂效果显著。选矿产品经搅磨超细磨和煅烧工艺处理,最终产品产率77.5%,白度90.3,粒度90.2%、2μm。精矿各项指标均达到90级高级加工纸质量要求。

铁尾矿、煤矸石制备高性能陶粒的工艺初探

以铁尾矿、煤矸石作为原料,借鉴钢铁冶金中铁矿球团造块的方法和装备来制备高强轻质陶粒。考察了造球参数对陶粒坯体性能的影响,以及焙烧制度对陶粒性能的影响,并探究了陶粒的物相组成、结构与其性能的构效关系,以实现陶粒性能调控。结果表明:基于Riley化学成分三相图计算出45%铁尾矿与55%煤矸石的配料结构,在原料粒度为-0.074 mm占比60%、造球时间8 min、生坯含水率10.5%的条件下制备生坯,生坯干燥后在1175℃温度下焙烧25 min制得陶粒,其堆积密度、表观密度、1 h吸水率和筒压强度分别为859 kg/m^(3)、1705 kg/m^(3)、8.0%和6.7 MPa,满足高强轻质陶粒各项指标要求。陶粒的主要物相为石英、长石和赤铁矿,可为陶粒提供强度;陶粒中发达的孔洞有利于降低堆积密度、表观密度,但陶粒外层孔洞过度发达,易对筒压强度产生不利影响。

高铁高砂煤矸石合成4A沸石分子筛

以六盘水矿区的高铁高砂煤矸石为原料合成4A沸石分子筛,将煤矸石低温焙烧、盐酸酸浸除铁、高温焙烧后再碱融活化获得了活性原料,最后采用水热晶化的方法,合成了4A沸石分子筛产品。本研究采用单因素实验的方法,考察了合成条件对4A沸石分子筛性能的影响,并运用XRD和SEM对产品进行了表征,结果表明所得产品为4A沸石分子筛,粒度分布均匀,晶形完好。

钒钛铁尾矿基高强烧结透水砖的制备及性能

以钒钛铁尾矿为主要原料制备高强烧结透水砖,采用正交试验法、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDS)研究了钒钛铁尾矿高强烧结透水砖的基本性能、烧结机理。结果表明,当烧结透水砖中钒钛铁尾矿掺量为77%,烧结温度为1070℃,保温时间110 min时,烧制的产品抗压强度和透水系数分别达到65.7 MPa和0.063 cm/s,符合《透水砖》(JC/T 945-2005)中Cc60级产品的要求;高强烧结透水砖烧结后的产物为透辉石(CaMgSi_(2)O_(6))和普通辉石(Ca(Mg,Fe,Al)(Si,Al)_(2)O_(6))。随着烧结温度和保温时间的延长,低熔点元素P、Na、K溶出,烧结产物中Fe、Al元素的含量增多,透辉石中的多数Ca^(2+)被Fe^(3+)置换,使得普通辉石成为主晶相。烧结产物中的孔洞随着烧结温度的提高,发生了由大小不一的密闭孔→孔径不规则的联通孔→不规则塌陷孔→孔径小且均匀圆形孔的变化,这种变化为高强烧结透水砖的透水性提供了保障。该研究提高了钒钛铁尾矿的利用率,为钒钛铁尾矿的大规模应用提供了新途径。